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原子结构
第四章 物质结构 元素周期律
1.认识原子核的结构，掌握质量数和符号A、X、Z的含义，并明确各微粒之间的关系
2.掌握原子核外电子排布的能量规律和数量规律，并会书写前20号元素原子结构示意图
人类认识原子的历史是漫长、逐步深化的演变过程。
(1)1803年道尔顿模型：原子是构成物质的_________，是坚实的、不可再分的_______。
(2)1904年汤姆孙原子模型：原子是一个平均分布着正电荷的_____，其中镶嵌着许多_____，中和了正电荷，从而形成了_____原子。
(3)1911年卢瑟福原子模型：在原子的中心有一个带___________，它的质量几乎等于________________，电子在它的周围沿着____________运转，就像行星环绕太阳运转一样。
基本粒子
实心球
粒子
电子
中性
正电荷的核
原子的全部质量
不同的轨道
(4)1913年玻尔原子模型：______在原子核外空间的__________上绕核做_____________。
(5)1926～1935年电子云模型：现代物质结构学说。电子在原子核外很小的空间内做高速运动，其运动规律与一般物体不同，没有___________。
电子
一定轨道
高速圆周运动
确定的轨道
一、原子的结构
原子
原子核
核外电子：
中子：
质子：
原子序数=核电荷数=质子数=核外电子数
带正电荷
不带电
带负电荷
一个电子的质量：9.10956×10-31kg
一个质子的质量：1.67262×10-27 kg
一个中子的质量：1.67492×10-27 kg
原子的质量主要集中在原子核上
Ar(H)= ≈ ≈1.0007
12C原子质量的1/12为1.66113×10-27 kg
质子的相对质量约为1
中子的相对质量约为1
一、原子的结构
(2)质量关系：质量数(A)＝质子数(Z)＋中子数(N)。
1.质量数
(1)概念：将原子核内所有质子和中子的相对质量取近似整数值相加，所得的数值叫做质量数，常用A表示。
原子 质子数(Z) 中子数(N) 质量数(A)
C 6 6
O 8 8
Na 11 12
12
16
23
练习：将几种原子的质子数和中子数之和(质量数)填入下表
一、原子的结构
2.原子符号
表示的意义是质子数为Z，质量数为A的X元素的一种_____。
原子
质量数（A)
质子数（Z)
±a
化合价
x±
电荷数
b
原子数

+1
+
2
质子数=(原子)核外电子数
=原子序数=核电荷数
质量数（A）＝质子数（Z）+中子数（N）
阴、阳离子电子数的计算方法：
阴离子：核外电子数=质子数+离子电荷数
阳离子：核外电子数=质子数 -离子电荷数
几个重要的等式
[提醒]并不是所有的原子都是由质子、中子和电子构成，如H原子核内无中子。
2008年，冲绳科学技术大学院大学的科学家们用他们的“飞秒照相机”成功地首次拍到了材料内部电子的运动轨迹，再度实现了突破。
一、原子的结构
在多电子原子里，把电子运动的能量不同的区域简化为不连续的壳层，称作电子层。
多电子的电子云图片
3.核外电子排布——能量规律
【思考】下表是稀有气体元素原子的电子层排布，从中你能发现什么规律？
核电荷数 元素名称 元素符号 各电子层的电子数 K L M N O P
2 氦 He 2
10 氖 Ne 2 8
18 氩 Ar 2 8 8
36 氪 Kr 2 8 18 8
54 氙 Xe 2 8 18 18 8
86 氡 Rn 2 8 18 32 18 8
(1)最外层最多能容纳的电子数是多少？K层做最外层，最多能容纳多少电子数？
(2)次外层最多容纳的电子数是多少？
(3)你能归纳出第n层最多能容纳的电子数吗？
原子核外电子分层排布规律
能量规律
数量规律
核外电子总是尽可能先排布在 的电子层上，然后 依次排布在 的电子层上。
①各电子层最多容纳2n2个电子。
②最外层电子数目最多不能超过8个(K层为最外层时不能超过2个)。
④倒数第三层不超过32个电子。
③次外层最多能容纳的电子数不超过18个。
⑤未容纳满的内层电子数一般符合2n2的数字特征。
能量最低
由内向外
能量较高
即按K→L→M→N……顺序排列。
试写出原子序数为9、20的元素原子核外电子排布
①原子结构示意图
例：判断下列原子结构示意图是否正确？
×
×
√
×
①离子结构示意图
如:Na+ ；Cl- 。
练习：今有A、B两种原子，A原子的M层比B原子的M层少3个电子，B原子的L层电子数恰为A原子L层电子数的2倍,A和B分别是 (　　)
A.硅原子和钠原子 B.硼原子和氢原子
C.氯原子和碳原子 D.碳原子和铝原子
D　　
2.画出1～20号元素中满足下列条件的元素的原子（离子）结构示意图。
（1）原子核外M层比L层少2个电子的原子；
（2）与Ar电子层结构相同，带1个单位正电荷的离子。
S
K+
分层 排布
原子 X
原子核
质子
Z个
中子
（A-Z）个
核外电子
Z个
原子结构示意图
（1～20）
Z
A
1.与Na+具有相同电子总数和质子总数的微粒是（ ）
A. CH4 B. H3O+ C. N D. Cl-
B
总结：常见“10电子”粒子
(1)分子：Ne、HF、H2O、NH3、CH4。
(2)阳离子：Na＋、Mg2＋、Al3＋、NH4+、H3O＋。
(3)阴离子：N3－、O2－、F－、OH－、NH2 － 。
1.与Na+具有相同电子总数和质子总数的微粒是（ ）
A. CH4 B. H3O+ C. N D. Cl-
B
(2)18电子微粒
电中性：Ar、HCl、H2S、PH3、SiH4、F2、H2O2、N2H4、C2H6、CH3OH等。
阳离子：K＋、Ca2＋、PH4+。
阴离子：Cl－、S2－、HS－、P3－、O22-。
2.“玉兔”号月球车用Pu作为热源材料。下列关于Pu的说法不正确的是（ ）
A. Pu的原子核外电子数为144
B. Pu的核内质子数为94
C. Pu与Pu的化学性质几乎相同
D. Pu与Pu互为同位素
A
3.1919年,科学家第一次实现了人类多年的梦想——人工转变元素。这个核反应如下：NHeOH，下列叙述正确的是（ ）
A. 原子核内有9个质子
B. 原子核内有1个中子
C. O2和O3互为同位素
D. 通常情况下，He的化学性质很稳定
D
4.N的质量数为14，在粒子NH3T+中，电子数、质子数、中子数之比为（ ）
A. 10∶7∶11 B. 10∶11∶8
C. 10∶11∶9 D. 11∶9∶10
C
5.某非金属元素原子的最外层电子数为内层电子数的1/2，则该元素原子的核外电子数为(　　)
A．3 B．14 C．15 D．16
C
6.A、B两种原子，A的M电子层比B的M电子层少3个电子，B的L电子层电子数恰为A的L电子层电子数的2倍。A和B分别是(　　)
A．硅原子和钠原子 B．硼原子和氦原子
C．氯原子和碳原子 D．碳原子和铝原子
D
7.有A、B、C三种元素，已知C原子最外层电子数为次外层电子数的3倍；B和C原子核外电子层数相等，而最外层电子数之和为10；A、C能形成AC型化合物，A2+和B原子的电子层数也相同。回答下列问题:
（1）A2+离子的结构示意图为______________。
（2）A、B、C的元素符号分别为______、______、______。
Mg C O
总结：1～20号元素原子核外电子排布的特点
最外层电子数和次外层电子数相等的原子有Be、Ar。
最外层电子数是次外层电子数2倍的原子是C。
最外层电子数是次外层电子数3倍的原子是O。
最外层电子数是次外层电子数4倍的原子是Ne。
次外层电子数是最外层电子数2倍的原子是Li、Si。
内层电子总数是最外层电子数2倍的原子是Li、P。
电子层数和最外层电子数相等的原子是H、Be、Al。
电子层数是最外层电子数2倍的原子是Li、Ca。
最外层电子数是电子层数2倍的原子是He、C、S。
最外层电子数是电子层数3倍的原子是O。

8.NA为阿伏加德罗常数的值，下列说法正确的是（ ）
A．18 g D2O和18 g H2O中含有的质子数均为10NA
B．过氧化钠与水反应时，生成0.1 mol氧气转移的电子数为0.2NA
C．50 mL 12 mol·L-1盐酸与足量MnO2共热,转移的电子数为0.3NA
D．1 mol D318O+（其中D代表 H）中含有的中子数为10NA
B
9.用X表示原子。
（1）原子的中子数N=　　　　　　。
（2）AXn+共有x个电子，则该阳离子的中子数N=　　　　　　。
（3）AXn-共有x个电子，则该阴离子的中子数N=　　　　　　。
（4）12C16O2分子中的中子数N=　　　　　　。
（5）A2-原子核内有x个中子，其质量数为m，则n g A2-所含电子的物质的量为　　　　。
mol
A-Z
A-x-n
A-x+n
22

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